Алгоритмы определения скоростного строения верхней части геологического разреза на основе помехоустойчивого спектрального анализа многоканальных данных поверхностных волн и обращения дисперсионных кривых фазовых скоростей с примен. искус. нейронных сетей

Объект исследования – метод многоканального анализа сейсмических поверхностных волн (MASW) на предмет развития его программно-алгоритмического обеспечения и использования для определения скоростного строения верхней части геологического разреза.
Актуальность темы исследования
Изображения распределения амплитудного спектра сейсмических данных (сейсмограмм) в пространстве частоты и волнового числа, полученные с использованием известных алгоритмов построения дисперсионных кривых зависимостей фазовых скоростей поверхностных волн от частоты (f-k преобразование, τ-p преобразование, алгоритмы направленного суммирования и фазового сдвига), как правило, содержат ложные энергетические максимумы. Причина – недостаточная фильтрация случайных и регулярных волн-помех при преобразовании сейсмических данных в спектральную область. Кроме того, в силу возможностей метода MASW используются данные коротких линий наблюдения для повышения латерального разрешения двумерных скоростных моделей верхней части геологического разреза, что приводит к размытию изображения двумерного амплитудного спектра данных сейсмограмм и уменьшению целевого диапазона частот при применении известных алгоритмов, основанных на методе спектрального анализа. Наличие ложных максимумов и эффекта спектрального размывания значительно снижает качество изображений двумерных спектров сейсмограмм и осложняет процедуру пикирования максимумов энергии (дисперсионной кривой). Поэтому пикирование дисперсионной кривой выполняется вручную и представляет собой трудоёмкую процедуру, а результаты носят субъективный характер. Необходимость в ручном/полуавтоматическом пикировании спектральных максимумов при построении дисперсионных кривых фазовых скоростей ограничивает возможность обработки большого объёма сейсморазведочных данных, полученных методом MASW. Поскольку построение дисперсионных кривых поверхностных волн – ключевой этап метода MASW, то его качество значительно влияет на точность и достоверность определения скоростного строения верхней части геологического разреза. Поэтому разработка помехоустойчивого алгоритма построения точных дисперсионных кривых зависимостей фазовых скоростей поверхностной волны от частоты, основанного на помехоустойчивом спектральном анализе многоканальных данных линейных систем наблюдений, актуальна.
Известные из публикаций алгоритмы построения скоростной модели верхней части геологического разреза обращением дисперсионных кривых поверхностных волн имеют ряд ограничений. <...>